摘 要:生物化学是一门基于实验科学的生物学基础课程。随着社会的进步和自然科学的发展,生物化学实验在整个教学体系中的地位越来越重要。现阶段生物化学的实验体系存在着实验设置零散、关联度不够以及内容陈旧等问题。本文针对以上问题,提出了开展综合性实验的思路,并对如何构建生物化学综合性实验体系进行了讨论,得出了一套切实可行的方案。
关键词: 生物化学;综合性实验;构建方式
基金项目: 黑龙江八一农垦大学校教研课题[项目编号:NDJY11336],黑龙江八一农垦大学校博士启动基金[校启2010-5]。
作者简介:刘 权(1982—),男,黑龙江大庆人,黑龙江八一农垦大学生命科技学院生化教研室教师,研究方向:蛋白质结构与功能。
一、引言
生物化学实验是生物化学学科的重要配套课程,是生物学专业的基础课程之一,是微生物学、遗传学、细胞生物学、分子生物学等理论及实验课程的基础,是学生进行毕业论文设计和实验的前提,也是学生今后从事教学、科研以及技术工作的基础。[1、2]
随着时代的进步和生物科学技术的发展,原有的实验体系显得内容陈旧、关联性差、启发性不足,已经不能满足现代实验教学的要求。现有的生物化学实验是由多个相对独立的小实验组成,每个实验约占4个学时,这些实验在相当长的一段时间内支撑了生物化学的实验教学工作。
二、开展生物化学综合性实验的必要性
综合性实验是在基础实验和验证性实验的基础上增加综合性内容,实验内容既综合运用所学理论知识和实验知识,又增加一定难度,并在整个实验过程中给学生更多的自主性,增强学生实验动手能力和主动接受新技术的兴趣。与单一的验证性实验相比,综合性实验具有内容多、知识面广、实验过程长、连贯性强、所涉及的实验仪器较多,给学生留有充分发挥的余地,有利于培养学生实践动手能力、综合素质和创新意识。由此可见,构建生物化学综合性实验体系是现在生命学院生物化学实验教学发展的内在需求,也是提高学生培养质量的必要手段,是下一步生物化学实验教学改革的首要研究内容。[3、4]
三、目前生物化学实验中存在的问题
在多年的生物化学教学过程中,生物化学实验课已形成了独立的课程体系,在专业基础课程教学中发挥着重要的作用,但其主要教学内容一直未有大的改动,主要是利用分光光度测定技术、滴定技术、显色观察等进行动植物组织样品中生物活性分子的含量测定和活性与性质观察,以及利用层析、电泳、离心、提取、沉淀等方法制备和分析生物样品中的活性分子。这些内容在20世纪80~90年代的教学科研中发挥了重要的作用,基本满足了当时本科教学与人才培养的需要。[5]
进入21世纪的十年来,生物化学技术在飞速进步,在科研和生产实践中原有的一些陈旧的方法和技术手段已被新的方法与技术所取代,相应的教学内容已经过时。应该在课程内容中引入在科研与生产实践中应用价值较大、技术更为通用的技术与方法,为学生后续课程的学习及以后的工作打下良好的基础。
目前国外的高水平大学实验体系最为先进,往往实验室的最新实验成果就能纳入实验课程体系中,其学生的培养质量也最为优秀。国内在近几年也逐渐开始了综合性实验的改革尝试,取得了一些经验和成果,但大都集中在高水平的211类院校。黑龙江八一农垦大学生命科技学院(以下简称“本校”)的教学条件和设施较为落后,开展综合性实验存在一定难度,但是高校教改的发展和学生培养质量的需求都迫切要求生物化学实验更新实验内容,开展综合性实验。
四、如何构建生物化学综合性实验体系
在理论课教学上,我们及时更新了教学体系:在教材方面,综合采纳了国内外最新的生物化学教科书中的理论体系,并针对本院实际情况进行了调整;在教学课件方面,我们顺应时代发展对外语的需求,制作了英文课件,并使用英文课件成功进行了一轮教学,取得了理想的效果。在实验教学方面,我们也做出了如下努力:
1实验教学方面的实施策略
(1)在实验方案方面,教研室经过集中商讨,制定了一套综合性实验方案。该方案将原有的分散的小实验进行整合,形成了以生物大分子蛋白质、核酸、糖类为基础的三个综合性实验,综合地概括了生物化学的知识体系。
(2)在实验设备方面,教研室针对实验教学设备相对落后的情况,积极向学院申请经费,已经报批了一批新型的先进实验教学设备,能够与高水平实验室的科研工作接轨,满足了综合性实验的设备需求。
(3)在实验技术方面,教研室老师深入高水平科研实验室,对综合性实验中涉及的实验环节进行实际操作,熟练掌握最新的实验技术,并针对实验过程中出现的纰漏进行优化,不断完善实验方案。
2制定相应的实施计划
为了将综合性实验体系的改革落到实处,保证体系的完善和正常运转,我们制定了具体的实施计划:
(1)成立教研小组。高度重视本项工作,成立生物化学综合性实验体系教研小组。教研组由5位教师组成,其中副教授2人,讲师3人,博士2人,学术水平和创新思维先进,有能力将国内外先进的实验改革理念和现代实验技术融入本科的实验教学之中。
(2)改进教学大纲。通过教研小组集中讨论,改进教学大纲,改革教学内容。新教学大纲注重实验内容更新,强调试验的综合性、系统性和完整性,着重加强学生观察、分析和解决问题等科研创新能力的锻炼。
(3)更新实验内容。通过教研小组多方面查阅文献,组织策划建立生物化学综合性实验体系,将原有的分散的多个小实验通过整合、优化形成3个综合性实验,重新编写《生物化学综合性实验指导》,并进行实验前期准备及预试工作,保证能够形成完整的实验体系,并按时在新学期的实验课中开展。
(4)实施实验教学。教研小组在实验课前做好实验准备工作,保证实验能够顺利启动。根据首个班级的实验开展情况,进行经验总结,针对实验中出现的纰漏,及时采取有效措施进行补正,以达到实验的最终优化。实验过程中对综合性实验进行细致讲解,将实验与理论课联系起来,使学生达到对知识的系统性理解。
(5)评估教学效果。为了保证实验改革的顺利进行,在实验教学中对学生实验技能和解决问题的能力进行综合评定。实验报告一方面考查学生的实验开展情况和实验结果,另一方面侧重于学生对实验的理解和感受,从而达到提高学生综合能力目的。
参考文献:
[1] 郭恒俊,王晓云,张立立,等.构建生物化学综合性、设计性实验教学新模式[J].实验室研究与探索,2008,27(5):99—100.
[2]朱国辉,黄卓烈.生物化学验证性实验与设计性实验结合教学的实践[J].生物学杂志,2009,26(4):95—96.
[3] 唐 宁,周梅仙,张红琳,等.开设生物化学综合性实验的改革与探索[J]. 生物学杂志,2007,24(6):77—78.
[4] 高艳锋,翟文杰,祁元明.生物专业本科阶段生物化学综合实验教学改革探索[J].科技创新导报,2010,(30):134—136.
[5] 宋英明,邹 维,孙吉凤.《生物化学》综合性实验体系的构建与实施[J].长春医学,2010(3).
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